CN114384383A - 一种用于定位特高频局部放电点的电路及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于定位特高频局部放电点的电路及方法，它包括依次串联的信号预处理模块、信号调理模块和单片机，所述信号预处理模块包括依次串联的带通滤波器、低噪声放大器和功率检波电路，所述信号调理模块包括缓冲器、第一比较器、第一模拟电子开关、阶梯积分电路和复位电路。本发明通过信号预处理模块和信号调理模块将特高频局部放电信号转化为周期性的阶梯式输出波形，通过单片机检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，实现对局部放电源位置的定位，省略高速A/D转换器，对测量电路进行简化。

Description

一种用于定位特高频局部放电点的电路及方法

技术领域

本申请涉及电子信息处理技术领域，具体涉及一种用于定位特高频局部放电点的电路及方法。

背景技术

局部放电定位是电力设备绝缘状态监测的关键内容，对绝缘故障早期预警和发现局部放电源位置有重要意义。RSS，即接收信号强度是实现特高频局部放电定位的主要方法之一。根据无线信号空间传输弗里斯（Fries）公式，传感节点接收的信号功率比与它们到局部放电源的距离成反比，通过测量多个传感节点接收的信号功率，得传感节点到局部放电源距离的比值，可实现对局部放电源位置的定位。

在现有的电气设备局部放电点的定位方法中，检测传感节点接收的信号功率的方法如图1所示，传感节点接收特高频局部放电信号，经滤波放大和功率检波降频后，用A/D模数转换器数字化，测量局部放电信号功率。特高频局部放电信号频率高达3GHz，经功率检波降频后通常在1MHz ~50MHz之间，需采用高速A/D转换器进行数字化，存储、处理、传输大量局部放电数据，由此导致***设计复杂化，实现困难，成本偏高，不利于产业化和实际大规模部署，无法满足电力物联网对传感终端低功耗、结构简单、低成本的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于定位特高频局部放电点的电路及方法，将特高频局部放电信号转化为周期性的阶梯式输出波形，通过检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，实现对局部放电源位置的定位，省略高速A/D转换器，对测量电路进行简化。

本发明采取的一种技术方案是：一种用于定位特高频局部放电点的电路，包括依次串联的信号预处理模块、信号调理模块和单片机，所述信号预处理模块包括依次串联的带通滤波器、低噪声放大器和功率检波电路，所述信号调理模块包括缓冲器、第一比较器、第一模拟电子开关、阶梯积分电路和复位电路；所述信号预处理模块的输出端与所述缓冲器的正输入端连接，所述缓冲器的负输入端与输出端连接，所述第一模拟电子开关一端与所述缓冲器的输出端连接，一端与阶梯积分电路连接；所述第一比较器的正输入端与缓冲器的输出端连接，负输入端与参考电平连接，输出端与第一模拟电子开关连接；所述阶梯积分电路、复位电路和单片机电性连接，阶梯积分电路将功率检波电路输出的局部放电脉冲信号转换为阶梯式输出波形后，复位电路将所述阶梯式输出波形复位为低电平，并与所述单片机的输入端连接。

进一步地，所述阶梯积分电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容；所述第一电阻和第二电阻串联后，一端与所述第一模拟电子开关连接，另一端与运算放大器的输出端连接；所述第三电阻和第四电阻串联后，一端与运算放大器的输出端连接，另一端接地；所述运算放大器的正输入端与第一电阻和第二电阻的串联点连接，负输入端与第三电阻和第四电阻的串联点连接，输出端与所述单片机连接；所述第一电容一端与第一电阻和第二电阻的串联点连接，另一端接地。

进一步地，所述复位电路包括供电电源、第二比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二模拟电子开关和第三模拟电子开关；所述第二模拟电子开关与所述第一电容并联；所述第五电阻和第六电阻串联后，一端与供电电源连接，另一端接地；所述第七电阻和第三模拟电子开关串联后，再与第六电阻并联；所述第二比较器的正输入端与所述运算放大器的输出端连接，负输入端与第五电阻和第六电阻的串联点连接，输出端与第二模拟电子开关和第三模拟电子开关连接。

进一步地，所述参考电平的大小为消除局部放电信号的门槛值。

进一步地，所述第一比较器和第二比较器为TTL输出或COMS输出的高速比较器。

本发明采取的另一技术方案是：一种用于定位特高频局部放电点的方法，具体步骤如下：

S1：对局部放电源布设至少四个传感节点，将其中一个传感节点设置为参考传感节点，参考传感节点与局部放电源的距离由操作人员选定，其他传感节点则随机布设，每个传感节点处设置如前述技术方案所述的电路；

S2：通过步骤S1中所述电路的信号预处理模块将传感节点接收到的特高频局部放电信号转化为局部脉冲信号，再根据局部脉冲信号使信号调理模块进行积分充电，达到预设高电位值后进行放电，输出复位为低电平，重复充放电过程，将局部脉冲信号转化为周期性的阶梯式输出波形，所述阶梯式输出波形在一个周期内的阶梯数与达到预设高电位值所需的局部放电脉冲数m相等；

S3：通过单片机检测每个传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数N _i ，其中i表示传感节点序号，i=1,2,3……x，x为传感节点个数；

S4：计算除参考传感节点外每个传感节点到局部放电源的距离，具体计算公式如下：

其中，j为参考传感节点的节点序号，j∈x，r _i 为第i个传感节点到局部放电源距离，r _j 为参考传感节点到局部放电源距离，N _j 为参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，n为无线电传播空间的路径损失因子；

S5：根据三边测量定位算法，计算局部放电源的位置。

进一步地，所述步骤S4中无线电传播空间的路径损失因子n的计算方法为：

在参考传感节点附近设置一个模拟局部放电信号源作为标定信号源，调整参考传感节点到标定信号源之间的距离，并分别测量距离调整前后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，计算求解无线电传播空间的路径损失因子n的值，计算公式如下：

其中，r _j1 为调整前参考传感节点到标定信号源之间的距离，r _j2 为调整后参考传感节点到标定信号源之间的距离，N _j1 为调整前参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，N _j2 为调整后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数。

进一步地，当设置的传感节点数量为4个时，将除参考传感节点外的其余三个传感节点代入步骤S5中的三边测量定位算法，定位局部放电源位置；

当设置的传感节点数量大于4个时，对除参考传感节点外的其余传感节点进行组合，三个传感节点为一个组合，每个组合代入步骤S5中的三边测量定位算法，得到一个定位点，再将每个组合得到的定位点通过质心计算定位局部放电源位置。

进一步地，所述单位时间T为3000个工频周期。

本发明的有益技术效果在于：

（1）本发明通过检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿次数的方式实现RSS定位，测量结果更稳定可靠，难度低，易于实现；

（2）本发明通过检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿次数的方式，替代现有技术中检测传感节点接收的信号功率的方式，从而在硬件设备上省略了高速A/D转换器，无需大容量数据存储和处理，大大减少了功耗，电路结构构简单紧凑，降低了传感终端数据处理单元的复杂度和***成本，适合局部放电传感终端实际现场部署；

（3）本发明无需进行大量数据传输，而无线发射传输是电力物联网传感单元功耗的重要组成部分，因此有效减少了无线通信负担，降低了功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中检测传感节点接收的信号功率的电路结构示意图；

图2为本发明实施例的传感节点的布置示意图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例阶梯积分电路和复位电路的工作原理示意图；

图5为本发明实施例信号调理模块输出的阶梯式输出波形的示意图；

图6为本发明实施例信号调理模块的电路原理图；

图7为本发明实施例三边测量定位示意图。

附图标记解释：1-单片机，2-缓冲器，3-第一比较器，4-运算放大器，5-第二比较器， R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，C1-第一电容，Vr₁-参考电平，Vc-供电电源，S1-第一模拟电子开关，S2-第二模拟电子开关，S3-第三模拟电子开关。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样， “一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。 “连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。 “上”、 “下”、 “左”、 “右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图2~图6所示，一种用于定位特高频局部放电点的电路，包括依次串联的信号预处理模块、信号调理模块和单片机1，所述信号预处理模块与预先设置的传感节点连接，所述信号预处理模块包括依次串联的带通滤波器、低噪声放大器和功率检波电路。由于变电站工作区域电磁场环境复杂，存在大量电力设备产生的低频干扰和无线通信干扰，其中无线干扰主要包括调频电波和移动通信干扰。因此在检测到局部放电源的特高频局部放电信号后，需采用带通滤波器抑制其他信号对局部放电检测产生的干扰，所述带通滤波器3dB带宽为200MHz~800MHz。为提高本发明实施例的检测灵敏度，特高频局部放电信号需要通过低噪声放大器放大。功率检波电路用于检测局部放电脉冲信号功率，输出比特高频局部放电信号更低频率更平缓的脉冲信号。

所述信号调理模块包括缓冲器2、第一比较器3、第一模拟电子开关S1、阶梯积分电路和复位电路；所述信号预处理模块的输出端与所述缓冲器2的正输入端连接，所述缓冲器2的负输入端与输出端连接，所述第一模拟电子开关S1一端与所述缓冲器2的输出端连接，一端与阶梯积分电路连接；所述第一比较器3的正输入端与缓冲器2的输出端连接，负输入端与参考电平Vr₁连接，输出端与第一模拟电子开关S1连接，所述参考电平Vr₁的大小为消除局部放电信号的门槛值；所述阶梯积分电路、复位电路和单片机1电性连接，阶梯积分电路将功率检波电路输出的局部放电脉冲信号转换为阶梯式输出波形后，当阶梯式输出波形达到高电位预设值时，复位电路将所述阶梯式输出波形复位为低电平，并与所述单片机1的输入端连接，输入单片机1的信号为周期性的阶梯式信号。

在本发明实施例中，所述阶梯积分电路包括运算放大器4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一电容C1；所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后，一端与所述第一模拟电子开关S1连接，另一端与运算放大器4的输出端连接；所述第三电阻R3和第四电阻R4串联后，一端与运算放大器4的输出端P3连接，另一端接地；所述运算放大器4的正输入端与第一电阻R1和第二电阻R2的串联点P1连接，负输入端与第三电阻R3和第四电阻R4的串联点P2连接，所述运算放大器4的输出端P3与所述单片机1连接；所述第一电容C1一端与第一电阻R1和第二电阻R2的串联点P1连接，另一端接地。

所述复位电路包括供电电源Vc、第二比较器5、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二模拟电子开关S2和第三模拟电子开关S3；所述第二模拟电子开关S2与所述第一电容C1并联；所述第五电阻R5和第六电阻R6串联后，一端与供电电源Vc连接，另一端接地；所述第七电阻R7和第三模拟电子开关S3串联后，再与第六电阻R6并联；所述第二比较器5的正输入端与所述运算放大器4的输出端P3连接，负输入端与第五电阻R5和第六电阻R6的串联点P4连接，输出端与第二模拟电子开关S2和第三模拟电子开关S3连接。

所述第一比较器3和第二比较器5为TTL输出或COMS输出的高速比较器；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第六电阻R6的阻值均为10KΩ，第五电阻R5的阻值为1 KΩ，第七电阻R7的阻值为100Ω，供电电源Vc为3.3V。

本发明实施例信号调理模块的工作过程如下：

（1）功率检波器输出的局部放电脉冲信号进入信号调理模块，首先经缓冲器2隔离缓冲，一路进入阶梯积分电路，一路进入第一比较器3；

（2）缓冲器2输出的局部放电脉冲信号的幅值大于参考电平Vr₁，第一比较器3输出高电平，否则输出低电平；

（3）第一比较器3输出高电平时，第一模拟电子开关S1闭合，局部放电脉冲信号通过第一电阻R1对第一电容C1进行充电；

（4）当运算放大器4的输出端P3的电平值达到预设电平值时，第二比较器5输出高电平；预设电平值为第五电阻R5和第六电阻R6的串联点P4处的电平值，记为Vr₂；通过调整第五电阻R5和第六电阻R6的阻值大小可改变预设电平值Vr₂的大小，但须确保预设电平值Vr₂为数字电路高电平，在本发明实施例中，Vr₂=3V；

（5）第二比较器5输出高电平，使第二模拟电子开关S2闭合，第一电容C1放电，第一电阻R1和第二电阻R2的串联点P1处的电平值降至0，运算放大器4的输出端P3的电平值下降；

（6）当运算放大器4输出端P3的电平值下降至低于Vr₂ = 0.3V时，第二比较器5输出低电平，第二模拟电子开关S2和第三模拟电子开关S3断开，第五电阻R5和第六电阻R6的串联点P₄的电位Vr₂恢复到3V，局部放电脉冲重新对第一电容C1进行充电；

（7）重复过程（2）~（6），对第一电容C1进行新一轮的充电、复位、放电，形成周期性的阶梯式输出波形；

（8）过程（7）中产生的周期性的阶梯式输出波形用于触发单片机1，周期性的阶梯式输出波形的电平复位下降沿触发单片机1外中断，单片机1计算单位时间T内的中断次数。

根据上述工作过程，本发明实施例采用了一种用于定位特高频局部放电点的方法，具体步骤如下：

S1：对局部放电源布设至少四个传感节点，将其中一个传感节点设置为参考传感节点，每个传感节点处设置如上所述的电路。如图2所示，本发明实施例布设了四个传感节点，四个传感节点与局部放电源的距离分别为r₁、r₂、r₃和r₄，其中一个传感节点为参考传感节点。参考传感节点在设置时，参考传感节点与局部放电源的距离由操作人员选定，作为后续求解其他传感节点与局部放电源之间距离的标定值，其他传感节点则围绕局部放电源随机布置。

S2：通过步骤S1中所述电路的信号预处理模块将传感节点接收到的特高频局部放电信号转化为局部脉冲信号，再根据局部脉冲信号使信号调理模块进行积分充电，达到预设高电位值后进行放电，输出复位为低电平，重复充放电过程，将局部脉冲信号转化为周期性的阶梯式输出波形，所述阶梯式输出波形在一个周期内的阶梯数与达到预设高电位值所需的局部放电脉冲数m相等。

根据无线信号空间传输弗里斯（Fries）公式，传感节点接收的信号功率比与它们到局部放电源的距离成反比，即：

（1）

其中，i，k均表示传感节点序号，i=1,2,3……x，k=1,2,3……x，x为传感节点个数，P _i 为第i个传感节点接收的信号功率，P _k 为第k个传感节点接收的信号功率，r _i 为第i个传感节点到局部放电源的距离，r _k 为第k个传感节点到局部放电源的距离，n为无线电传播空间的路径损失因子。

记第i个传感节点的功率检波电路的输出电压为V _i ，有：

（2）

其中，a=a ₁ a ₂, 为电路常数，a ₁为前端放大倍数和带通滤波器的***损耗，a ₂为功率检波转换系数。

合并公式（1）和（2）可得：

（3）

其中，V _k 为第k个传感节点的功率检波电路的输出电压。

如图4所示，对于单个传感节点，每产生一个局部放电脉冲，阶梯积分电路就进行 一次积分充电，充电时间为t _m ，并形成一个阶梯电压，直至阶梯电压值达到预设电平值Vr ₂， 再由复位电路进行放电复位。重复此过程，最终形成如图5所示的周期性的阶梯式输出波 形。在图6中，充电期间在P₃点的输出电压

为：

（4）

其中，R1为第一电阻R1的电阻值，C₁为第一电容C1的电容值，V _iN 为第一模拟电子开关S1和第一电阻R1串联点的电位值。局部放电脉冲信号通过第一电阻R1。P3点的输出电压为功率检波电路输出电压的累积，代入公式（2），即可得到传感节点接收到的局部放电脉冲功率累积。假设单个传感节点需要m个局部放电脉冲使阶梯电压值达到预设电平值Vr₂，所述传感节点离局部放电源距离越近，接收到的局部放电信号的功率越强，积分充电到复位放电的时间越短，m值越小；反之，所述传感节点离局部放电源距离越远，接收到的局部放电信号的功率越弱，积分充电到复位放电的时间越长，m值越大。

S3：通过单片机1检测每个传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数N _i ，其中i表示传感节点序号。

在单位时间T内，传感节点积分充电到复位放电的时间越短，复位下降沿的次数越多，N _i 的值越大；反之在单位时间T内，传感节点积分充电到复位放电的时间越长，复位下降沿的次数越少，N _i 的值越小。由于传感节点积分充电到复位放电的时间与传感节点接收到的局部放电信号的功率成反比，因此传感节点复位下降沿的次数N _i 与传感节点接收到的局部放电信号的功率成正比。由于局部放电信号具有一定的随机性，因此在统计学意义上，单位时间 T需能够满足在该时间段内传感节点的阶梯积分电路和复位电路完成至少100 次充放电复位，以保证足够的测量数据稳定性和定位精度。在本发明实施例中，所述单位时间T为3000个工频周期，即1分钟。

S4：计算除参考传感节点外每个传感节点到局部放电源的距离，具体方法如下：

由于传感节点复位下降沿的次数N _i 与传感节点接收到的局部放电信号的功率成正比，因此可得公式（5）：

（5）

其中，j为参考传感节点的节点序号，j∈x，r _i 为第i个传感节点到局部放电源距离，r _j 为参考传感节点到局部放电源距离，n为无线电传播空间的路径损失因子；n ≥2，在自由空间直线传播时，为n =2，通信环境越复杂，n值越大。公式（5）可进一步写为：

（6）

其中，参考传感节点到局部放电源距离r _j 已在设置参考传感节点时确定，第i个传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数N _i 和参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数N _j 均已在步骤S3中测量得出，因此仅需确定无线电传播空间的路径损失因子的值即可得出每个传感节点到局部放电源的距离，无线电传播空间的路径损失因子n的计算方法为：

在参考传感节点附近设置一个模拟局部放电信号源作为标定信号源，调整参考传感节点到标定信号源之间的距离，并分别测量距离调整前后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，计算求解无线电传播空间的路径损失因子n的值，计算公式如下：

（7）

其中，r _j1 为调整前参考传感节点到标定信号源之间的距离，r _j2 为调整后参考传感节点到标定信号源之间的距离，N _j1 为调整前参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，N _j2 为调整后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数。

S5：根据三边测量定位算法，计算局部放电源的位置；

RSS定位可以通过许多算法实现，在本发明实施例中，采用三边测量定位算法来实现RSS定位。以4个传感节点为例，令图2中传感节点4为参考传感节点，用于标定测量距离，另外3个传感节点实现定位计算。具体方法如下：

如图7所示，3个传感节点离局部放电源距离分别为r ₁、r ₂、r ₃。以传感节点为圆心，传感节点离局部放电源距离为半径，分别画3个圆，三个圆的交集即为局部放电源的所在位置。为方便计算，以传感节点Q1的位置为坐标原点，传感节点Q1和传感节点Q2的连线为横坐标轴建立直角坐标系。令传感节点Q2的位置坐标为（d, 0）；传感节点Q3的位置坐标为（a,b），局部放电源的位置表示为（x, y），根据三边测量定位算法有：

（8）

根据公式（8）可得：

（9）

公式（9）所得出的结果即为局部放电源的位置坐标。

当采用4个以上的传感节点时，对除参考传感节点外的其余传感节点进行组合，三个传感节点为一个组合，每个组合代入步骤S5中的三边测量定位算法，得到一个定位点，再将每个组合得到的定位点通过质心计算定位局部放电源位置。理论上，传感节点的数量越多，定位精度越高，但成本也会越高，因此在实际使用时，可根据实际应用场景选择适当的传感节点数量。

本发明实施例通过检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿次数的方式，替代现有技术中检测传感节点接收的信号功率的方式，从而在硬件设备上省略了高速A/D转换器，无需大容量数据存储和处理，大大减少了功耗，电路结构构简单紧凑，降低了传感终端数据处理单元的复杂度和***成本，适合局部放电传感终端实际现场部署。通过检测每个传感节点在单位时间内阶梯式输出波形复位下降沿次数的方式实现RSS定位，测量结果更稳定可靠，难度低，易于实现；无需进行大量数据传输，而无线发射传输是电力物联网传感单元功耗的重要组成部分，因此有效减少了无线通信负担，降低了功耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于定位特高频局部放电点的电路，其特征在于，包括依次串联的信号预处理模块、信号调理模块和单片机，所述信号预处理模块包括依次串联的带通滤波器、低噪声放大器和功率检波电路，所述信号调理模块包括缓冲器、第一比较器、第一模拟电子开关、阶梯积分电路和复位电路；所述信号预处理模块的输出端与所述缓冲器的正输入端连接，所述缓冲器的负输入端与输出端连接，所述第一模拟电子开关一端与所述缓冲器的输出端连接，一端与阶梯积分电路连接；所述第一比较器的正输入端与缓冲器的输出端连接，负输入端与参考电平连接，输出端与第一模拟电子开关连接；所述阶梯积分电路、复位电路和单片机电性连接，阶梯积分电路将功率检波电路输出的局部放电脉冲信号转换为阶梯式输出波形后，复位电路将所述阶梯式输出波形复位为低电平，并与所述单片机的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于定位特高频局部放电点的电路，其特征在于，所述阶梯积分电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容；所述第一电阻和第二电阻串联后，一端与所述第一模拟电子开关连接，另一端与运算放大器的输出端连接；所述第三电阻和第四电阻串联后，一端与运算放大器的输出端连接，另一端接地；所述运算放大器的正输入端与第一电阻和第二电阻的串联点连接，负输入端与第三电阻和第四电阻的串联点连接，输出端与所述单片机连接；所述第一电容一端与第一电阻和第二电阻的串联点连接，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种用于定位特高频局部放电点的电路，其特征在于，所述复位电路包括供电电源、第二比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二模拟电子开关和第三模拟电子开关；所述第二模拟电子开关与所述第一电容并联；所述第五电阻和第六电阻串联后，一端与供电电源连接，另一端接地；所述第七电阻和第三模拟电子开关串联后，再与第六电阻并联；所述第二比较器的正输入端与所述运算放大器的输出端连接，负输入端与第五电阻和第六电阻的串联点连接，输出端与第二模拟电子开关和第三模拟电子开关连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于定位特高频局部放电点的电路，其特征在于，所述参考电平的大小为消除局部放电信号的门槛值。

5.根据权利要求3所述的一种用于定位特高频局部放电点的电路，其特征在于，所述第一比较器和第二比较器为TTL输出或COMS输出的高速比较器。

6.一种用于定位特高频局部放电点的方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：对局部放电源布设至少四个传感节点，将其中一个传感节点设置为参考传感节点，参考传感节点与局部放电源的距离由操作人员选定，其他传感节点则随机布设，每个传感节点处设置如权利要求1~5任一权利要求所述的电路；

S2：通过步骤S1中所述电路的信号预处理模块将传感节点接收到的特高频局部放电信号转化为局部脉冲信号，再根据局部脉冲信号使信号调理模块进行积分充电，达到预设高电位值后进行放电，输出复位为低电平，重复充放电过程，将局部脉冲信号转化为周期性的阶梯式输出波形，所述阶梯式输出波形在一个周期内的阶梯数与达到预设高电位值所需的局部放电脉冲数m相等；

S3：通过单片机检测每个传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数N _i ，其中i表示传感节点序号，i=1,2,3……x，x为传感节点个数；

S4：计算除参考传感节点外每个传感节点到局部放电源的距离，具体计算公式如下：

其中，j为参考传感节点的节点序号，j∈x，r _i 为第i个传感节点到局部放电源距离，r _j 为参考传感节点到局部放电源距离，N _j 为参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，n为无线电传播空间的路径损失因子；

S5：根据三边测量定位算法，计算局部放电源的位置。

7.根据权利要求6所述的一种用于定位特高频局部放电点的方法，其特征在于，所述步骤S4中无线电传播空间的路径损失因子n的计算方法为：

在参考传感节点附近设置一个模拟局部放电信号源作为标定信号源，调整参考传感节点到标定信号源之间的距离，并分别测量距离调整前后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，计算求解无线电传播空间的路径损失因子n的值，计算公式如下：

其中，r _j1 为调整前参考传感节点到标定信号源之间的距离，r _j2 为调整后参考传感节点到标定信号源之间的距离，N _j1 为调整前参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数，N _j2 为调整后参考传感节点在单位时间T内阶梯式输出波形复位下降沿的次数。

8.根据权利要求7所述的一种用于定位特高频局部放电点的方法，其特征在于，当设置的传感节点数量为4个时，将除参考传感节点外的其余三个传感节点代入步骤S5中的三边测量定位算法，定位局部放电源位置；

当设置的传感节点数量大于4个时，对除参考传感节点外的其余传感节点进行组合，三个传感节点为一个组合，每个组合代入步骤S5中的三边测量定位算法，得到一个定位点，再将每个组合得到的定位点通过质心计算定位局部放电源位置。

9.根据权利要求6所述的一种用于定位特高频局部放电点的方法，其特征在于，所述单位时间 T能够满足在单位时间 T内传感节点的阶梯积分电路和复位电路完成至少100 次充放电复位。

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